pH值对溶胶-凝胶法制备的掺铝氧化锌薄膜光电性能的影响

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片上制备出c轴择优取向的ZnO∶Al(ZAO)透明导电薄膜,研究了溶胶pH值对其结构、表面形貌、电学和光学性能的影响。结果表明:随着pH值的降低晶粒尺寸增大;当溶胶pH值从8.4降低到6.8时,薄膜的电阻率先降低而后略有升高,当pH值为7.2时其电阻率达到最小值2.6×10-3Ω.cm,进一步分析表明,溶胶pH值的变化影响了薄膜晶界散射,而后者又使载流子迁移率发生了变化;薄膜的透光率在可见光部分随着pH值的降低而升高,而禁带宽度则从3.36 eV降到3.32 eV。

溶胶凝胶法制备钼掺杂氧化锌薄膜及性质研究(英文)

利用溶胶凝胶法在Al_2O_3衬底上制备出了c轴择优取向的钼掺杂氧化锌(MZO)透明导电薄膜,研究了,钼的掺杂量(0～1 at%)对钼掺杂氧化锌薄膜光电性能的影响。研究结果表明:所制备的薄膜为六方纤锌矿型结构且表面平整、致密。通过高温真空退火,MZO薄膜的电阻率明显降低。且随着钼含量的增加,MZO薄膜的电阻率呈现出先减小后增大的趋势,当钼含量为0.4at%时,获得最小电阻率为0.13Ωcm。薄膜在近红外区域(800～2000 nm)的平均透过率大于85%,这可以有效地拓宽光电器件的光谱范围。

银掺杂氧化锌薄膜的溶胶-凝胶法制备及表征

采用溶胶-凝胶法,通过改变硝酸银与醋酸锌的物质的量比分别在Si,ITO和玻璃基片上制备出不同Ag掺杂浓度的ZnO薄膜.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见光分光光度计、伏安特性曲线等测试手段,表征了薄膜的结晶状况、表面形貌及光电特性等.结果表明:随Ag元素的引入及掺杂浓度的升高,ZnO薄膜中有Ag单质生成,并在波长404 nm处出现了由Ag单质颗粒引起的共振吸收峰,同时ZnO薄膜的导电性得到了明显改善,在可见光范围内薄膜透光率均在85%以上.Ag掺杂原子数分数为7%时,薄膜导电性最好,其在可见光范围内透光率高达90%.

溶胶凝胶法制备Cu掺杂ZnO纳米薄膜及其表征

采用溶胶-凝胶法制备了不同Cu掺杂浓度的ZnO薄膜,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计和伏安特性测试等研究了Cu掺杂量对薄膜微观结构、表面形貌及光电特性的影响。结果表明:所得Cu掺杂ZnO薄膜为六角纤锌矿多晶结构,有CuO杂质相生成。随Cu掺杂量的增加,薄膜晶粒长大,且样品粒度均匀,平均粒径约53 nm。Cu掺杂ZnO薄膜具有良好的透光性,在可见光范围内的平均透射率超过80%,最大可达90%以上。Cu掺杂浓度为0.001%时,所得ZnO薄膜的导电性明显优于其他掺杂条件下的样品。

退火气氛对溶胶-凝胶法制备铝掺杂氧化锌薄膜光电性能的影响

为研究退火气氛对氧化锌(AZO)薄膜光电性能的影响,采用溶胶-凝胶法在石英基片上制备铝掺杂AZO薄膜。利用X射线衍射、场发射电子扫描显微镜对薄膜的物相结构和形貌进行表征;采用霍尔效应测试仪、紫外-可见-红外分光光度计分析AZO薄膜的光电性能。结果表明:退火气氛对AZO薄膜电导的影响机制有明显差异。相较于空气中退火,在N2中退火的AZO薄膜中载流子迁移率变化不明显,薄膜电导性能改善得益于氧空位增加引起的载流子浓度提高;而在95N2/5H2混合气中退火,AZO薄膜中氧空位浓度增加,晶界吸附氧脱附,晶界势垒降低,从而造成载流子浓度和迁移率明显增加,薄膜电阻率为2. 09×10-3Ω·cm。AZO薄膜的透光率在波长400～800 nm的可见光内高于85%。

溶胶-凝胶法制备掺铝氧化锌薄膜

采用溶胶-凝胶工艺在普通玻璃片上制备了掺铝氧化锌薄膜。通过X-射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)对薄膜的组织结构和形貌进行了表征,结果表明:用溶胶-凝胶法制得的掺铝氧化锌薄膜为纤锌矿型结构,呈c轴方向择优生长,表面均匀、致密。通过紫外-可见透射光谱(UV)和标准四探针法对薄膜的光电性能进行了研究。试验发现,当铝离子掺杂浓度为4%(摩尔分数)、溶胶物质的量浓度为0.6mol/L、前处理温度为300℃时,薄膜在可见光区的透过率超过80%,且具有较好的导电性,电阻率为8.0×10-4Ω.cm。

掺杂对ZnO溶胶凝胶薄膜光电特性影响的研究进展

ZnO作为宽禁带透明半导体材料在光电领域具有广阔应用前景,通过掺杂可改善其光电性能。本文从第一性原理理论计算和实验方面综述了掺杂对ZnO溶胶凝胶薄膜光电特性影响的最新进展。III、IV族及稀土元素掺杂可在ZnO导带底引入大量载流子,使费米能级进入导带,利于n型导电。I、IB族或V族元素掺杂可替代Zn或O原子位置,产生受主杂质能级,增加受主浓度,利于p型导电。单掺杂ZnO薄膜电阻率较高,共掺杂可提高杂质溶解度,减少自补偿作用,提高p型导电性。元素掺杂可调整ZnO带隙且与掺杂元素氧化物的带隙相关,Mg、Al、Ga、In掺杂使带隙增大,Cd掺杂则使带隙减小。指出需进一步探究掺杂ZnO薄膜的缺陷与能级结构,开展ZnO纳米晶和基于ZnO的多元复合薄膜研究等。

溶胶-凝胶法制备ZnO:Al(ZAO)薄膜的光电特性

采用溶胶-凝胶法在石英衬底上制备了ZAO薄膜。在氮气气氛下进行退火处理,X射线衍射(XRD)谱表明ZAO薄膜具有六角纤锌矿的晶体结构。对ZAO薄膜的光电特性进行测量,结果显示薄膜的光致发光峰发生蓝移,喇曼光谱随Al掺杂浓度的变化发生相应的改变。薄膜的电导率在Al浓度为1%,700℃退火处理时达到最高值。

Li-Cu共掺杂ZnO纳米薄膜的溶胶凝胶法制备

采用溶胶-凝胶法,通过调整氯化锂和氯化铜的摩尔比在不同基片上制备了不同Li-Cu共掺杂浓度的ZnO薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外可见光分光光度计和伏安特性测试等表征了薄膜的结晶状况、表面形貌及光电特性。结果表明:所得Li-Cu共掺杂ZnO薄膜为六角纤锌矿多晶结构,有CuO杂质相生成。随Li和Cu摩尔比增加,共掺杂ZnO薄膜结晶度增强,晶粒长大,样品表面不平整度增加。CuO颗粒的出现,使得共掺杂ZnO薄膜透射率降低,透光性较差。Li与Cu摩尔比为1:1时,共掺杂ZnO薄膜的综合导电性最好。

溶胶——凝胶法制备二氧化钛薄膜及其光学性质研究

采用溶胶凝胶工艺,以钛酸丁酯为主要原料制备了不同浓度锌掺杂的二氧化钛薄膜。通过XRD测试和紫外-可见分光光度计测试,研究了锌掺杂对二氧化钛薄膜结构和光学性能的影响。

Mg掺杂对溶胶-凝胶法生长MZO纳米薄膜性能的影响

通过溶胶-凝胶(sol-gel)法分别在石英及Si衬底上制备了含不同Mg原子数分数的氧化镁锌(MZO)纳米薄膜,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高阻测量仪研究了Mg掺杂对MZO纳米薄膜的表面形貌、结构及电学性能等方面的影响。结果表明,随着Mg原子数分数的增加,MZO薄膜的晶粒数目增加,且排列致密和均匀,表现为ZnO的六方纤锌矿结构;当Mg原子数分数增加到一定程度时,薄膜XRD的半高宽(FWHM)增大,结晶质量降低,MZO薄膜中ZnO的含量减少,晶粒尺寸变小,其电阻率明显增加且方块电阻稳定性较好;通过紫外-可见光分光度计(UV-VIS)透射率曲线测试,发现MZO薄膜在紫外光区有明显的吸收特性,随着Mg含量的增加透射率曲线发生蓝移。

掺杂VO_2薄膜的相变机理和光电特性研究

本文采用V2 O5粉和MoO3 粉为原料 ,通过无机溶胶 -凝胶法制备掺Mo6+ 的VO2 薄膜。实验采用XRD和XPS等研究手段 ,对掺杂薄膜的物相组成、价态、相变温度、电阻突变量级和相变前后的光透过率进行了测试。结果发现 :所制备的掺杂薄膜其主要成份是VO2 ,掺入的MoO3 结构未发生改变 ,掺杂薄膜随MoO3 含量的增加其相变温度明显下降 ,但其电阻突变量级和光透过率的突变量亦随之降低 ,其中 ,电阻突变量级的下降趋势更显著 ,不过只要MoO3 掺杂量不高于 5 %时 ,掺杂薄膜的电阻突变仍可保持 2个量级以上 ,而且红外光透过率的突变量仍保持较高。分析认为 ,薄膜中掺入的MoO3 与VO2 可以互溶 ,从而可作为施主组元降低VO2 能带结构中的禁带宽度 ,改变其光电特性。

退火温度对Li掺杂ZnO薄膜光电特性的影响

采用溶胶凝胶法旋涂制备了摩尔分数为3%的Li掺杂ZnO薄膜,在450~650℃下退火后测试其微结构、表面形貌和光电特性.结果表明薄膜为六方纤锌矿多晶结构且n型导电,退火温度的升高改善了结晶度、表面形貌、透过率和导电性.退火温度超过550℃后电阻率增大,样品由肖特基导电转变为欧姆导电;伏安特性模拟结果表明,替位Li逐渐增多、薄膜功函数增大,有利于制备p型薄膜.退火温度达600℃后,由于薄膜再蒸发等使光电特性变差.550℃是最佳退火温度,适于制备高质量的透明导电薄膜,此时薄膜透过率达95%,薄膜电阻率为2.49×103Ω.cm.

还原石墨/氧化锌复合薄膜的制备及其光电转换性能

本工作研究不同过程还原的氧化石墨rGO/ZnO(reduced graphiteoxide/ZnO)复合膜的可见光激发光电转换性能。氧化石墨(GO)经KOH还原处理或NaBH4还原处理后,和氧化锌溶胶混合,通过旋涂法和热处理在F掺杂SnO2薄膜导电玻璃(FTO)衬底上形成复合薄膜。采用XRD、FTIR、FE-SEM、XPS、UV-Vis等方法对复合薄膜的晶相结构、微观形貌等进行表征,并测试了复合薄膜在可见光照射下的光电转换性能。GO的预处理过程对复合薄膜的结构影响显著,采用NaBH4对GO处理更有利于形成均匀薄膜。光电流测试结果表明不同复合薄膜均能实现可见光照射下产生光电流,其原理为rGO的光激发电子跃迁到ZnO,而空穴在rGO中迁移,在rGO与ZnO界面实现光生载流子分离。其中NaBH4处理后的rGO/ZnO复合薄膜光电流密度最大,达6×10-7A·cm-2。

钨掺杂氧化锌薄膜的结构与光学性能的研究

实验采用溶胶-凝胶法在石英玻璃衬底上制备了掺杂不同钨离子浓度氧化锌薄膜.研究了钨离子的浓度变化对氧化锌薄膜结构与光学性能的影响.测试结果表明,钨离子的掺入使氧化锌薄膜的晶体质量得到提高,衍射峰位置向低衍射角度方向移动,导致薄膜的光学带边发生收缩,即产生"红移"现象.随着钨离子浓度增加,氧化锌薄膜光致发光强度表现为先增加而后出现浓度淬灭现象.

掺杂VO_2相变薄膜的电阻突变特性研究

以V2 O5和MoO3粉为原料 ,采用无机溶胶 -凝胶法制备了掺Mo6 + 的VO2 相变薄膜。对掺杂薄膜的物相组成、价态、相结构的XPS和XRD分析及电阻突变量级和电阻突变温度的测试 ,结果发现 :所制备的掺杂薄膜其主要成分是VO2 ,所掺入的MoO3与VO2 完全互溶 ,但其中MoO3的价态未发生改变。掺杂薄膜随MoO3含量的增加其电阻突变温度明显下降 ,然而电阻突变量级也随之降低 ,当MoO3的质量分数为 5 %时 ,薄膜电阻突变温度降至 3 0℃左右 ,电阻突变量级仍可保持 2个数量级左右 。

掺杂透明导电半导体薄膜的光电性能研究

掺杂氧化锌透明导电膜(AZO)是一种重要的光电子信息材料,其制备方法有真空蒸镀法、磁控溅射法,化学气相沉积和脉冲激光沉积法等。该文采用溶胶-凝胶(so l-gel)工艺在普通玻璃基片上成功地制备出A l3+掺杂型ZnO透明导电薄膜。将这种薄膜在空气和真空中以不同的温度进行了退火处理,并对薄膜进行了XRD分析和光电性能研究。结果表明,所制备的薄膜为钎锌矿型结构,在c轴方向择优生长,真空退火有利于薄膜结晶状况的改善,并使薄膜的载流子浓度大幅度地增加而电阻率下降,并且真空退火对薄膜的透射率影响不大。

锡掺杂对氧化锌纳米柱阵列结构与光电性能的影响

选择不同的Sn浓度,以溶胶凝胶法在N型重掺杂基板上制备了系列Zn_(1-x)Sn_(x)O(x=0.01-0.07)纳米柱样品,并在不同温度下(500℃、600℃、700℃)进行了退火热处理。利用光/暗电流测试对样品的光电性能进行了表征,发现当偏压为5V时,在600℃退火1小时后,x=0.04的样品表现出最佳的光/暗电流变化比(600%)。XRD与FE-SEM结果显示该纳米柱样品具有最大的长度以及较好的结晶度,意味着样品具有较高的结晶质量;PL测试发现x=0.04时样品缺陷浓度最小,这说明在该缺陷浓度下锡对锌进行替代时产生了更多的载流子,从而导致了最优的光电性能。

染料修饰掺杂纳米晶TiO_2薄膜的光电转换性能

用溶胶-凝胶法制备了掺杂锌离子的纳米晶TiO2薄膜,并用4,4’-二羧酸联吡啶钌对其敏化.实验结果表明,通过羧酸基与纳米晶TiO2薄膜电极发生强相互作用,实现了染料激发态向纳米晶TiO2薄膜电极导带高效注入电子,从而使宽禁带半导体的光电转换效率得到提高.

氧化锌薄膜的制备及掺Co^(2+)对结构和性能的影响

采用溶胶-凝胶方法在S i(111)衬底上制备了ZnO∶Co氧化锌薄膜,利用X射线衍射(XRD)仪和振动样品磁强计(VSM)分别测试了样品的结构和磁性.实验表明,采用溶胶-凝胶方法制备的掺Co2+氧化锌薄膜具有(002)峰的择优取向,同时ZnO∶Co薄膜在室温情况下呈现出铁磁性.